DE60200867T2

DE60200867T2 - Adaptives Temperaturregelverfahren und Vorrichtung für eine Spritzgiessmaschine

Info

Publication number: DE60200867T2
Application number: DE60200867T
Authority: DE
Inventors: Hideki Koyama; Takatoshi Minamitsuru-gun Yamanashi Kawamura; Hiromasa Mishima-shi Otake
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: US6861018B2; EP1291149B1; JP2003080576A; DE60200867D1; EP1291149A1; US20030047828A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Temperaturregelung eines Mundstücks und eines Zylinders einer Spritzgießmaschine.
Beim Starten eines Einspritzvorgangs in einer Spritzgießmaschine müssen die jeweiligen Temperaturen der einzelnen Zonen eines Mundstücks und eines Zylinders auf voreingestellte Ziel-Temperaturen angehoben werden. Gemäß diesem Aufwärm-Verfahren werden die voreingestellten Temperaturen ohne Rücksicht auf die Aufwärmkennlinien der Zonen des Mundstücks und des Zylinders als Zielwerte befohlen, und es wird eine PID- (proportional integral differential-)Regelung ausgeführt, um die voreingestellten Ziel-Temperaturen zu erreichen.
Eine Zone des Mundstückteils mit hoher Leistungsdichte kann schnell auf seine voreingestellte Ziel-Temperatur aufgeheizt werden. Zonen nahe dem Fuß des Zylinders werden jedoch langsam aufgewärmt und beanspruchen Zeit, bevor ihre Temperaturen deren jeweiligen voreingestellten Ziel-Temperaturen erreichen. Demzufolge werden die Aufwärmzeiten der Zonen des Mundstücks und des Zylinders Änderungen unterworfen. Demgemäß verharrt geschmolzenes Harz für verschiedene Zeiten in den einzelnen Zonen, bevor einer Förderschnecke die Möglichkeit gegeben wird, sieh nach dem Aufwärmvorgang zu drehen. Folglich verharrt das geschmolzene Harz lange in derjenigen Zone des Mundstückteils, die schnell aufgewärmt wird, so dass es Problemen, nämlich einer Verschlechterung, wie Verbrennung, Verkohlung usw. ausgesetzt ist.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist in der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 5-77302 ein neuartiges Regelungs-Verfahren offenbart worden. Mit diesem Verfahren wird der Start des Aufwärmens für Zonen mit kleine ren thermischen Kapazitäten mehr verzögert, so dass die Zeitpunkte zur Erreichung von voreingestellten Temperaturen für einzelne Zonen im wesentlichen zusammenfallen. Gemäß diesem Regelungs-Verfahren beginnt jedoch die Temperatur desjenigen Mundstückteils, das eine kleinere thermische Kapazität hat, später als die Temperaturen der Zonen des Zylinders anzusteigen. Demzufolge wird das Harz, das in dem Zylinder verharrt, zerlegt, vergast und in dem Zylinder akkumuliert, was möglicherweise zu einer Explosion führen kann.
Die Druckschrift JP (A) 11058481 offenbart ein Verfahren zum Regeln des Aufwärmens in einer Spritzgießmaschine, die eine Vielzahl von Wärmezonen hat, wobei die Temperaturdifferenzen zwischen den gemessenen Temperaturen und den gewünschten gesetzten Temperaturen der Zonen zusammen mit der größten derartigen Differenz benutzt werden, um das Aufwärmen jeder der Zonen, nämlich auf der Grundlage derjenigen Zone, welche die größte Aufwärmzeit erfordert, zu regeln.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Temperaturregelungs-Vorrichtung und ein Temperaturregelungs-Verfahren zu schaffen, die in der Lage sind, das Aufwärmen derart zu regeln, dass die jeweiligen Temperaturen der Wärmezonen eines Mundstückteils und eines Zylinders einer Spritzgießmaschine ohne irgendwelche Änderung der Aufwärmzeit auf deren jeweiligen Ziel-Temperaturen ansteigen können.
Eine Temperaturregelungs-Vorrichtung für eine Spritzgießmaschine, die eine Vielzahl von Wärmezonen hat, gemäß der Erfindung umfasst ein Mittel zum Gewinnen und Speichern einer Aufwärmkennlinie jeder Wärmezone, die aus der Zeit, die von dem Aufwärmen von einer ersten Temperatur zu einer zweiten Temperatur mit einer Heizvorrichtung, die stets im EIN-Zustand gehalten ist, erforderlich ist, und der Differenz zwischen den ersten und zweiten Temperaturen in der Spritz gießmaschine gewonnen wird, wenn die Heizvor-richtung für jede Wärmezone aufgeheizt ist, ein Mittel zum Gewinnen einer Aufwärmzeit aus der gespeicherten Aufwärmkennlinie jeder Wärmezone und der Differenz zwischen einer voreingestellten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur jeder Wärmezone, ein Mittel zum Gewinnen einer Wärmezone, welche die längste Aufwärmzeit erfordert, aus der Vielzahl von Wärmezonen und ein Mittel zum Gewinnen einer Temperaturänderungsrate für jede Wärmezone auf der Grundlage der Differenz zwischen der voreingestellten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur jeder Wärmezone sowie der Aufwärmzeit der gewonnenen Wärmezone und Regeln des Aufwärmens jeder Wärmezone in Übereinstimmung mit der Temperaturänderungsrate für jede Wärmezone und der Zeit, die von dem Start des Aufwärmens an verstrichen ist.
Ferner umfasst ein Temperaturregelungs-Verfahren für eine Spritzgießmaschine, die eine Vielzahl von Wärmezonen hat, gemäß der Erfindung Schritte zum Gewinnen einer Aufwärmkennlinie jeder Wärmezone, die aus der Zeit, die von dem Aufwärmen von einer ersten Temperatur zu einer zweiten Temperatur mit einer Heizvorrichtung, die stets im EIN-Zustand gehalten ist, erforderlich ist, und der Differenz zwischen den ersten und zweiten Temperaturen in der Spritzgießmaschine gewonnen wird, wenn die Heizvorrichtung für jede Wärmezone aufgeheizt ist, Gewinnen einer Aufwärmzeit aus der gewonnenen Aufwärmkennlinie jeder Wärmezone und der Differenz zwischen einer voreingestellten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur jeder Wärmezone, Gewinnen einer Wärmezone, welche die längste Aufwärmzeit erfordert, aus der Vielzahl von Wärmezonen, für welche die Aufwärmzeiten gewonnen worden sind, Gewinnen einer Temperaturänderungsrate für jede Wärmezone auf der Grundlage der Differenz zwischen der voreingestellten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur jeder Wärmezone und der Aufwärmzeit der gewonnenen Wärmezone und Regeln des Aufwärmens jeder Wärmezone in Übereinstimmung mit der Temperaturänderungs rate für jede Wärmezone und der Zeit, die von dem Start des Aufwärmens verstrichen ist.
Die Temperaturregelungs-Vorrichtung und das Temperaturregelungs-Verfahren, die zuvor beschrieben wurden, können wie folgt im einzelnen angegeben werden:
Die Aufwärmkennlinie kann auch unter Benutzung des Zeitintervalls zwischen dem Start des Aufwärmens und dem Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs gewonnen werden.
Jede der Wärmezonen kann einer derartigen Aufwärmregelung unterzogen werden, dass eine Ziel-Temperatur für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve, die aus der Differenz zwischen der voreingestellten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur sowie der Aufwärmzeit der gewonnenen Wärmezone gewonnen ist, auf die voreingestellte Temperatur geändert wird.
Jede der Wärmezonen kann einer derartigen Aufwärmregelung unterzogen werden, dass eine Ziel-Temperatur für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve auf der Grundlage der Differenz zwischen der Aufwärmzeit derselben und der Aufwärmzeit der gewonnenen Wärmezone auf die voreingestellte Temperatur geändert wird.
Jede der Wärmezonen kann einer derartigen Aufwärmregelung unterzogen werden, dass eine Ziel-Temperatur für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve auf der Grundlage der Differenz zwischen der Aufwärmzeit derselben und der Aufwärmzeit der gewonnenen Wärmezone sowie Zeitintervall zwischen dem Start des Aufwärmens und dem Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs auf die voreingestellte Temperatur geändert wird.
In einer Temperaturregelungs-Vorrichtung und einem Tempera turregelungs-Verfahren gemäß der Erfindung können die Wärmezonen des Mundstückteils und des Zylinders auf deren jeweiligen Ziel-Temperaturen in im wesentlichen der gleichen Weise aufgewärmt werden, so dass eine Verursachung einer Verschlechterung, einer Verbrennung, einer Verkohlung usw. eines Harzes, wenn die Wärmezonen aufgewärmt werden, verhindert werden kann. Da keine Möglichkeit des Aufwärmens nur einiger Wärmezonen, die verzögert stattfindet, gegeben ist, kann überdies eine Explosion oder dgl., die durch der Differenz der Aufwärmzeiten zuzuschreibende Reduktion des Harzes auf Spaltgas verursacht werden könnte, verhindert werden.
Die vorstehenden und weitere Mermale von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden aus der im folgenden unter Bezugnahme auf die vorliegenden Figuren gegebenen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung ersichtlich.
1 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Temperaturregelungs-Vorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß der Erfindung darstellt.
2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Art und Weise des Gewinnens einer Temperaturänderungsrate.
3 zeigt eine Temperaturtabelle, die in der Temperaturregelungs-Vorrichtung gemäß 1 gespeichert ist.
4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Aufwärmregelung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zum Gewinnen der Regelungs-Temperaturänderungsrate für die Aufwärmregelung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
6 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zum Setzen eines Ziel-Befehlswert für eine PID-Temperaturregelung für die Aufwärmregelung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
7 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Aufwärmregelung in einer Betriebsart, die von derjenigen der Aufwärmregelung gemäß 4 verschieden ist.
8 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des Prinzips der Aufwärmregelung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zum Gewinnen der Regelungs-Temperaturänderungsrate für die Aufwärmregelung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
10 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zum Setzen eines Ziel-Befehlswerts für eine PID-Temperaturregelung für die Aufwärmregelung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
1 zeigt ein Blockschaltbild, das den Hauptteil einer Spritzgießmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine Steuereinrichtung 100 umfasst eine CNC-CPU 25 als einen Mikroprozessor für eine numerische Steuerung, eine PC-CPU 18 (programmable controller-CPU) als einen Mikroprozessor für eine programmierbare Steuereinrichtung, eine Servo-CPU 20 als einen Mikroprozessor zur Servosteuerung und eine Drucküberwachungs-CPU 17. Die CPU 17 tastet Si gnale ab, die von Sensoren, die sich auf der Seite des Spritzgießmaschinenkörpers befinden und verschiedene Drücke, wie den Einspritzdruck, abtasten, die über einen A/D-Wandler 16 zugeführt werden. Die CPU 17 lädt die abgetasteten Signale in einen RAM 14. Zwischen den Mikroprozessoren kann durch Auswählen gegenseitiger Eingänge und Ausgänge Information über einen Bus 22 übertragen werden.
Die PC-CPU 18 ist mit einem ROM 13, der mit Sequenzprogrammen zum Steuern des sequentiellen Betriebs der Spritzgießmaschine geladen ist, und dem RAM 14 verbunden, der zur vorübergehenden Speicherung von Betriebsdaten und dgl. benutzt wird. Die CNC-CPU 25 ist mit einem ROM 27, der mit Automatik-Betriebsprogrammen zur allgemeinen Steuerung der Spritzgießmaschine geladen ist, und einem RAM 28 verbunden, der zur vorübergehenden Speicherung von Betriebsdaten und dgl. benutzt wird.
Ferner ist die Servo-CPU 20 mit einem ROM 21, der mit einem besonderen Steuerprogramm für eine Servosteuerung zur Verarbeitung in einer Positions-Regelungsschleife, einer Geschwindigkeits-Regelungsschleife und einer Strom-Regelungsschleife geladen ist, und einem RAM 19 verbunden, der zur vorübergehenden Speicherung von Daten benutzt wird. Die Drucküberwachungs-CPU 17 ist mit einem ROM 11, der mit einem Steuerprogramm zur Steuerung durch die CPU 17 geladen ist, und einem RAM 12 zur Speicherung der zuvor genannten Drücke verbunden, die durch die verschiedenen Sensoren erfasst sind. Ferner ist die Servo-CPU 20 mit einem Servoverstärker 15 zum Treiben von Servomotoren M für verschiedene Achsen zum Formklemmen, zur Einspritzung, Förderschneckendrehung, für den Auswerfer usw. in Reaktion auf Befehle aus der CPU 20 verbunden. Ausgangssignale von Positions/Geschwindigkeits-Detektoren (nicht gezeigt), die an den Servomotoren M für die einzelnen Achsen angebracht sind, werden auf die Servo-CPU 20 rückgekoppelt.
Eine Hand-Dateneingabeeinheit 29 mit Anzeige ist über eine CRT- (Katodenstrahlröhren-)Anzeigeschaltung 26 mit dem Bus 22 verbunden und dient zur Auswahl von graphischen Anzeigebildern, Funktionsmenüs und zur Eingabe verschiedener Daten. Die Dateneingabeeinheit 29 ist mit einer Zehner-Tastatur zur numerischen Dateneingabe, verschiedenen Funktionstasten usw. versehen. Es kann auch eine Flüssigkristall-Anzeige benutzt werden.
Ein RAM 24 zur Datenzurückhaltung, der aus einem nichtflüchtigen Speicher gebildet ist, ist ein Speicher zur Gießdatenzurückhaltung, der Gießbedingungen und verschiedene voreingestellte Werte, die sich auf den Spritzgießbetrieb beziehen, Parameter, Makrovariable usw. speichert. In Verbindung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden überdies Aufwärmkennlinien (mittlere Temperaturänderungsrate und Totzeit) für Wärmezonen (später erläutert) gesetzt und gespeichert.
Eine Eingabeschaltung 23a und eine Ausgabeschaltung 23b sind Schnittstellen zum Empfangen von Signalen von Grenzschaltern, die auf verschiedenen Teilen des Spritzgießmaschinenkörpers und einem Steuerschaltfeld angeordnet sind, und zum Senden verschiedener Befehle an periphere Vorrichtungen der Spritzgießmaschine. 1 zeigt nur solche Teile, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen.
Das Bezugszeichen 101 bezeichnet einen Einspritzeinheitteil, in dem ein Zylinder 3 in eine Vielzahl von Zonen unterteilt ist. Zonen Z0, Z1, ... ZN-1 und ein Mundstück 4 sind mit Heizvorrichtung H0, H1, ... HN-1 versehen. Für diese Zonen werden individuell voreingestellte Temperaturen gesetzt, und die jeweiligen Temperaturen der Zonen Z0, Z1, ... ZN-1 werden als voreingestellte Werte für das Spritzgießen gehalten. Die Zonen Z0, Z1, ... ZN-1 des Mundstückteils und des Zylinders, von denen die Temperaturen geregelt werden, um die voreingestellte Ziel-Temperatur indivi duell zu setzen und beizubehalten, werden im folgenden als Wärmezonen bezeichnet.
Der Eingabeschaltung 23a werden über den A/D-Wandler 30 Temperaturerfasungssignale von Temperatursensoren Se0, Se1, ... SeN-1 in den Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 des Zylinders 3 zugeführt. Ferner ist die Ausgabeschaltung 23b mit Schaltern SW0, SW1, ... SWN-1 der Heizvorrichtungen H0, H1, ... HN-1 zum Aufwärmen der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 verbunden.
Mit dieser Anordnung steuert die PC-CPU 18 den sequentiellen Betrieb der gesamten Spritzgießmaschine, und die CNC-CPU 25 verteilt Bewegungsbefehle auf die Servomotoren für die einzelnen Achsen gemäß Betriebsprogrammen des ROM 27 und den Gießbedingungen, die in dem RAM 24 für die Datenzurückhaltung gespeichert sind. Die Servo-CPU 20 führt Servosteuerungen, wie eine Positions-Regelungsschleifensteuerung, eine Geschwindigkeits-Regelungsschleifensteuerung, eine Strom-Regelungsschleifensteuerung usw. aus, um dadurch die sog. digitale Servoverarbeitung in herkömmlicher Weise in Übereinstimmung mit den Bewegungsbefehlen, die auf die Achsen verteilt sind, und mit Positions- und Geschwindigkeits-Rückkopplungssignalen, die durch die Positions/Geschwindigkeits-Detektoren erfasst sind, auszuführen.
Die PC-CPU 18 führt in Übereinstimmung mit den voreingestellten Ziel-Temperaturen, die für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gesetzt sind, und mit Temperaturen, die durch die Temperatur Sensoren Se0, Se1, ... SeN-1 erfasst sind, eine PID-Regelung aus. Ferner steuert die PC-CPU 18 die EIN/AUS-Betätigung der Schalter SW0, SW1, ... SWN-1, um den Heizvorrichtungen H0, H1, ... HN-1 Strom zuzuführen, und wärmt die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 jeweils auf die voreingestellte Temperatur auf.
Die Konfigurationen und Funktionen, die zuvor beschrieben wurden, sind nicht von denjenigen ein Steuereinrichtung für eine herkömmliche motorgetriebene Spritzgießmaschine verschieden. Eine Temperaturregelungs-Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegendem Erfindung ist aus der Steuereinrichtung 100 zusammengesetzt.
In dieser Anordnung werden zuerst die Aufwärmkennlinien für die Heizvorrichtungen H0, H1, ... HN-1 des Mundstücks 4 und des Zylinders 3 gewonnen und gespeichert. Diese Aufwärmkennlinien werden aus einer Zeit (Totzeit), die von der Zufuhr von Strom zu den Heizvorrichtungen H0, H1, ... HN-1 ab, die eingeschaltet sind, bis zum Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs verstrichen ist, wobei die Schalter SW0, SW1, ... SWN-1 der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 ständig eingeschaltet sind, und einer Temperaturänderungsrate gewonnen, wenn der Grad des Temperaturanstiegs konstant wird.
Wenn die Heizvorrichtungen H0, H1, ... HN-1 auf die Ziel-Temperatur aufgeheizt werden, die viel höher als deren gegenwärtige Temperatur ist, werden die Schalter unter der EIN/AUS-Steuerung trotz der PID-Regelung stets im EIN-Zustand gehalten, bevor die voreingestellte Ziel-Temperatur im wesentlichen errericht ist. Es sei angenommen, dass die gegenwärtige Temperatur der Heizvorrichtungen H0, H1, ... HN-1 z. B. 25°C beträgt und die Ziel-Temperatur 200°C ist, wie dies in 2 gezeigt ist. In 2 repräsentiert die Kurve CN die Aufwärmkennlinie des Mundstücks 4 (Wärmezone Z0), und die Kurve CB repräsentieert die Aufwärmkennlinie der Wärmezone Zn, eine der Wärmezonen des Zylinders 3.
Die Schalter SW0, SW1, ... SWN-1 werden eingeschaltet, um die Zeitsteuerung zu starten, die von den Temperatursensoren Se0, Se1, ... SeN-1 erfassten Temperaturen werden überwacht, und die Zeit, die vor dem Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs in jeder Wärmezone Zn erforderlich ist, wird als Totzeit tdn (td0, td1, ... tdN-1) gewonnen. In ei nem zwischenliegenden Bereich unter anderen Aufwärmtemperaturbereichen werden die Schalter SW0, SW1, ... SWN-1 stets im EIN-Zustand gehalten, und der Wärmefreisetzungswert der Heizvorrichtung H0 und die Temperaturanstiegsrate oder Temperaturänderungsrate der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 werden als fest angenommen. Daraufhin werden erste und zweite Temperaturen in dem zwischenliegenden Bereich in einer Aufwärmtemperaturbreite (25°C bis 200°C) gesetzt, es wird eine Zeit gewonnen, wenn solche gesetzten Temperaturen erreicht sind, und es wird eine durchschnittliche Temperaturänderungsrate Ka aus den gesetzten ersten und zweiten Temperaturen und der Differenz zwischen den Zeiten gewonnen, die zum Erreichen der gesetzten ersten und zweiten Temperaturen erforderlich sind.
Beispielsweise werden die ersten und zweiten Temperaturen in dem zwischenliegenden Bereich in der Aufwärmtemperaturbreite (25°C bis 200°C) auf 70°C bzw. 170°C eingestellt, und es werden die Zeiten to1 u. to2 abgelesen, wenn die ersten und zweiten Temperaturen von 70°C bzw. 170°C erreicht sind. Es sei angenommen, dass to1 und to2 150s bzw. 360s betragen. Daraufhin ist eine durchschnittliche Temperaturänderungsrate Ka0 für die Wärmezone Z0 des Mundstückteils durch Ka0 = (170°C – 70°C)/(360s – 150s) = 0,476(°C/s)gegeben.
Ebenso werden die Temperaturkennlinien auch für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 des Zylinders gewonnen. Wenn die Temperaturanstiegskurve CB einer bestimmten Wärmezone Zn des Zylinders 3 diejenige ist, die in 2 gezeigt ist, und wenn die Zeiten, die zum Erreichen von 70°C u. 170°C für die Wärmezone Zn erforderlich sind, tn1 = 230s bzw. tn2 = 580s betragen, ist eine durchschnittliche Temperaturänderungsrate Kan für die Wärmezone Zn durch Kan = (170°C – 70°C)/(580s – 230s) = 0,286(°C/s)gegeben.
Alternativ dazu können die jeweiligen Temperaturen der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 mit jeder gegebenen Periode einfach durch die Temperatursensoren Se0, Se1, ... SeN-1 erfasst und gespeichert werden, bis die voreingestellten Temperaturen erreicht sind, wobei die Schalter SW0, SW1, ... SWN-1 eingeschaltet sind. In diesem Fall werden die gespeicherten Daten oder eine graphische Version der Daten auf dem Anzeigebildschirm der Dateneingabeeinheit 29 angezeigt, und es werden durchschnittliche Temperaturänderungsraten Ka0, Ka1, ... KaN-1 und Totzeiten td0, td1, ... tdN-1 der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gemäß den angezeigten oder der graphischen Version gewonnen.
Auf diese Weise werden die Totzeiten tdn (td0 bis tdN-1) und die Temperaturänderungsraten Kan (Ka0 bis KaN-1) gewonnen und gespeichert.
3 zeigt ein Beispiel für eine Tabelle TB in dem RAM 24 für die Datenrurückhaltung, der aus einem nichtflüchtigen Speicher gebildet ist. Die Tabelle TB speichert verschieden Daten für die Aufwärm-Temperaturregelung. Die Temperaturänderungsraten und Totzeiten, die auf diese Weise gemessen sind, werden als Temperaturänderungsraten Ka0, Ka1, Ka2, ... Kan, ... KaN-1 und Totzeiten td0, td1, ... td2, tdn, ... tdN-1 für die einzelnen Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gespeichert.
Beim Starten des Aufwärmvorgangs wird eine Temperaturänderungsrate für die Regelung gemäß den gespeicherten Temperaturänderungsraten und Totzeiten gewonnen, und die Aufwärmtemperatur wird gemäß dieser Änderungsrate geregelt.
Zuerst wird das Prinzip der Aufwärmregelung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Es sei angenommen, dass die tatsächliche Temperatur für den Start des Aufwärmvorgangs in der Wärmezone Zn und die voreingestellte Ziel-Temperatur der Zone Zn Tsn bzw. Ton sind. Demzufolge ist eine Aufwär-Temperaturdifferenz ΔTn durch ΔTn = Ton – Tsn. (1)gegeben.
Eine Aufwärmzeit tun kann wie folgt durch Addieren der Totzeit tdn der Zone Zn zu einem Wert gewonnen werden, der durch Dividieren von ΔTn durch die gespeicherte Temperaturänderungsrate Kan der Wärmezone Zn gewonnen ist: tun = (ΔTn/Kan) + tdn.( 2)
In dem Ausdruck (2) kann die Totzeit tdn ignoriert werden, ohne addiert zu sein.
Es werden Aufwärmzeiten tu0 bis tuN-1 für alle der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gewonnen, und die längste dieser Aufwärmzeiten wird als maximale Aufwärmzeit tmax gespeichert. Die Temperaturänderungsraten Kc0 bis KcN-1 für die Aufwärmregelung der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 werden durch Dividieren der Temperaturdifferenzen ΔT0 bis ΔTN-1 zwischen den tatsächlichen Temperaturen und den voreingestellten Ziel-Temperaturen für den Start des Aufwärmvorgangs in den Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 durch die maximale Aufwärmzeit tmax gewonnen: Kcn = ΔTn/tmax. (3)
Als Funktion der Zeit wird eine Ziel-Temperatur gemäß den gewonnenen Temperaturänderungsraten Kc0 bis KcN-1 gewonnen und als ein Zielwert für die PID-Temperaturregelung befohlen. Demzufolge können die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 die Ziel-Temperatur im wesentlichen zur gleichen Zeit (nach Durchlaufen der maximalen Aufwärmzeit tmax) erreichen.
4 zeigt ein Diagramm, das die Aufwärmregelung für die Wärmezone Z0 des Mundstückteils und die erste Wärmezone Z1 des Zylinders darstellt. Die Wärmezone Z0 des Mundstückteils und die Wärmezone Z1 des Zylinders teilen sich eine tatsächliche Temperatur für den Start des Aufwärmvorgangs (Ts0 = Ts1). Die voreingestellte Ziel-Temperatur der Wärmezone Z0 des Mundstückteils ist To0, während diejenige der Wärmezone Z1 To1 ist. Die jeweiligen Zielwerte der Wärmezonen Z0 u. Z1 für die Temperaturregelung werden ausgegeben und längs Geraden geregelt, welche die Temperaturänderungsraten Kc0 bzw. Kc1 repräsentieren. Wenn die maximale Aufwärmzeit tmax erreicht ist, werden deren jeweiligen voreingestellten Ziel-Temperaturen To0 u. To1 für die beiden Wärmezonen befohlen, und diese Wärmezonen werden auf diese Temperaturen geregelt.
5 zeigt eine Verarbeitung zum Gewinnen der Temperaturänderungsrate Kcn für die Temperaturregelung. Die PC-CPU 18 führt diese Verarbeitung aus, wenn die voreingestellten Temperaturen für die einzelnen Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gesetzt sind.
Zuerst sei angenommen, dass die Temperaturkennlinien, d. h. die Temperaturänderungsraten und die Totzeiten der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gemessen und als Ka0 bis KaN-1 und td0 bis tdN-1 in den Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gesetzt sind, wie dies in 3 gezeigt ist. Ferner seien die voreingestellten Temperaturen der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 als To0 bis ToN-1 gesetzt angeommen, wie dies in 3 gezeigt ist.
Die PC-CPU 18 setzt einen Index n, der hinweisend auf die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 ist, auf 0 (Schritt A1) und liest eine erfasste Temperatur aus einem Temperatursensor Sen (= Se0) für die Wärmezone Zn (= Z0) als die tatsächliche Temperatur Tsn (= Ts0) für den Start des Aufwärmens aus. Zur gleichen Zeit liest die PC-CPU 18 die voreingestellte Temperatur Ton (= To0), die Temperaturänderungsrate Kan (= Ka0) und die Totzeit tdn (= td0) aus (Schritt A2), die in der Tabelle TB gespeichert sind. Obwohl die ausgelesene tatsächliche Temperatur Tsn für den Start des Aufwärmvorgangs nicht ständig in der Tabelle TB gespeichert sein muss, zeigt 3 den Fall, in dem sie gespeichert ist.
Dann wird die Berechnung des Ausdrucks (1) in Übereinstimmung mit der ausgelesenen voreingestellten Temperatur Ton und der tatsächlichen Temperatur Tsn für den Start des Aufwärmvorgangs ausgeführt, und es wird die Aufwärmtemperatur oder die Temperaturdifferenz ΔTn für die Wärmezone Zn gewonnen und in der Tabelle TB gespeichert (Schritt A3). Die Berechnung des Ausdrucks (2) wird gemäß der Temperaturdifferenz ΔTn, der ausgelesenen Temperaturänderungsrate Kan und der Totzeit tdn ausgeführt, wodurch die Aufwärmzeit tun für die Wärmezone Zn gewonnen wird (Schritt A4). Die Totzeit tdn ist unwesentlich.
In einem Register wird bestimmt, ob die gewonnene Aufwärmzeit tun länger als die maximale Aufwärmzeit tmax ist oder nicht, die gespeichert ist (Schritt A5). Dieses Register wurde vorab mit "0" geladen, als die Stromversorgung eingeschaltet wurde. Wenn die gewonnene Aufwärmzeit tun länger als die maximale Aufwärmzeit tmax ist, die in dem Register gespeichert ist, wird die Aufwärmzeit tun als die maximale Aufwärmzeit tmax in dem Register gespeichert (Schritt A6). Wenn die Aufwärmzeit tun nicht länger als die maximale Aufwärmzeit tmax ist, setzt sich das Programm direkt zu Schritt A7 fort. In Schritt A7 wird bestimmt, ob ein maximaler Wert N-1 für die Wärmezonen durch den Index n er reicht ist oder nicht. Wenn der maximale Wert N-1 nicht erreicht ist, wird der Index n um "1" erhöht (Schritt A8), woraufhin der Prozess gemäß Schritt A2 und die nachfolgenden Prozesse ausgeführt werden.
Wenn der maximale Wert N-1 folglich für die Wärmezonen durch den Index n erreicht ist, wird die längste Aufwärmzeit tun der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 als die maximale Aufwärmzeit tmax in dem Register gespeichert.
Wenn der maximale Wert N-1 durch den Index n erreicht ist, wird der Index n auf "0" rückgesetzt (Schritt A9), und es wird die Temperaturdifferenz ΔTn, die entsprechend der Wärmezone Zn gespeichert ist, die durch den Index n angegeben ist, ausgelesen (Schritt A10). Die Berechnung des Ausdrucks (3) wird in einer derartigen Weise ausgeführt, dass die Temperaturdifferenz durch die maximale Aufwärmzeit tmax dividiert wird, wodurch die Temperaturänderungsrate Kcn für die Regelung der Wärmezone Zn gewonnen und in der Tabelle TB gespeichert wird (Schritt A11). Dann wird bestimmt, ob der maximale Wert N-1 für die Wärmezonen durch die maximale Aufwärmzeit tmax erreicht ist oder nicht (Schritt A12). Wenn der maximale Wert N-1 nicht erreicht ist, wird der Index n um "1" erhöht (Schritt A13), woraufhin die Prozesse gemäß den Schritten A10 bis A13 ausgeführt werden, so dass der maximale Wert N-1 für die Wärmezonen durch den Index n erreicht wird. Die Verarbeitung wird beendet, wenn der maximale Wert N-1 erreicht ist. Folglich werden die Temperaturänderungsraten Kc0 bis KcN-1 für die Regelung der einzelnen Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 in der Tabelle TB gespeichert, wie dies in 3 gezeigt ist.
6 zeigt ein Flussdiagramm, das Aufwärmtemperaturregelungs-Prozesse darstellt, welche die PC-CPU 18 in jeder gegebenen Periode Δt ausführt, wenn ein Aufwärmstartbefehl (Temperaturregelungstartbefehl) eingegeben ist.
Zuerst wird bestimmt, ob ein Kennzeichnungsbit F auf "1" gesetzt ist oder nicht (Schritt B1). Da das Kennzeichnungsbit F anfänglich auf "0" gesetzt ist, setzt sich das Programm zu Schritt B2 fort, woraufhin ein Index i zum Zählen von Verarbeitungsfrequenzen um "1" erhöht wird. Dieser Index i wird ebenfalls anfänglich "0" gesetzt. Dann wird die Zeit, die nach dem Start des Aufwärmvorgangs verstrichen ist, durch Multiplizieren des Index i mit der Verarbeitungsperiode Δt gewonnen, und es wird bestimmt, ob diese Zeit nicht kürzer als die maximale Aufwärmzeit tmax ist oder nicht (Schritt B3).
Wenn die Zeit kürzer als die maximale Aufwärmzeit tmax ist, wird für den Index n zum Zuweisen der Wärmezone "0" gesetzt (Schritt B4), und es werden die Temperaturänderungsrate Kcn für die Regelung der Wärmezone Zn, die durch den Index n angegeben ist, und die tatsächliche Temperatur Tsn beim Start des Aufwärmvorgangs aus der Tabelle TB ausgelesen (Schritt B5). Es wird eine Ziel-Temperatur Tcn für die betrachtete Periode durch Addieren der tatsächlichen Temperatur Tsn für den Start des Aufwärmvorgangs zu dem Produkt der Temperaturänderungsrate Kcn zur Regelung und der Zeit (t × i), die nach dem Start des Aufwärmvorgangs verstrichen ist, gewonnen. Dieser Wert wird als der Zielwert für die PID-Temperaturregelung (Schritte B6 u. B7) wie folgt gesetzt: Tcn = Kcn × Δt × i + Tsn (4)
Dann wird der Index n um "1" erhöht (Schritt B8). Wenn der Index n kleiner als die Anzahl N von Wärmezonen ist, werden die Prozesse gemäß den Schritten B5 to B9 wiederholt ausgeführt, und die Zielwerte Tc0 bis TcN-1 für die PID-Temperaturregelung werden für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gesetzt, woraufhin die Verarbeitung für die gegenwärtige Periode beendet wird.
Danach werden die Prozesse gemäß den Schritten B1 bis B9 für jede Periode ausgeführt, bis die Zeit (Δt × i), die nach dem Start des Aufwärmvorgangs verstrichen ist, die maximale Aufwärmzeit tmax übersteigt. Auf diese Weise werden die Zielwerte für die PID-Temperaturregelung in Form einer Temperaturanstigs-Geraden auf der Grundlage der Temperaturänderungsraten Kc0, Kc1, ... KcN-1, die für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gesetzt sind, wie in dem Beispiel, das in 4 gezeigt ist, gesetzt. Die PID-Temperaturregelung wird unter Benutzung dieser Ziel-Temperaturen als Befehlswerte ausgeführt.
Gemäß dem herkömmlichen Verfahren sind die Schalter SW der Heizvorrichtungen H während des Aufwärmvorgangs ständig im EIN-Zustand. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Schalter jedoch ein/aus-gesteuert, so dass die jeweiligen Temperaturen der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 derart geregelt werden, dass sie mit den Ziel-Befehlstemperaturen übereinstimmen. Wenn die maximale Aufwärmzeit tmax verstreicht, werden die Temperaturen der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 derart geregelt, dass sie die voreingestellte Temperatur Ton erreichen.
Wenn erfasst ist, dass die verstrichene Zeit (Δt × i) nach dem Start des Aufwärmvorgangs nicht kürzer als die maximale Aufwärmzeit tmax ist (Schritt B3), wird das Kennzeichnungsbit F auf "1" gesetzt (Schritt B10), und der Index n wird auf "0" gesetzt (Schritt B11). Danach wird der Index n um "1" erhöht, und die voreingestellte Temperatur Ton wird als der Zielwert für die PID-Temperaturregelung für die Wärmezone n gesetzt, die durch den Index n angegeben ist (Schritte B12 u. B13). Wenn der Index n die Anzahl N der Wärmezonen erreicht, wird die Verarbeitung für die gegenwärtige Verarbeitungsperiode beendet. Da das Kennzeichnungsbit F in der nächsten und den nachfolgenden Perioden auf "1" gesetzt ist, wird diese Ziel-Temperatur gar nicht gesetzt, und die PID-Temperaturregelung wird danach gemäß der voreingestellten Temperatur Ton ausgeführt, die als der Zielwert gesetzt ist.
In dem Ausführungsbeispiel, das zuvor beschrieben wurde, sind die tatsächliche Temperatur für den Start des Aufwärmvorgangs und die voreingestellte Ziel-Temperatur durch eine Gerade als die Aufwärmgerade verbunden, wie dies in 4 gezeigt ist. Wie in 7 gezeigt kann die Aufwärmgerade jedoch durch eine Aufwärmkurve einer Funktion TC(t) ersetzt werden. In dem Beispiel, das in 7 gezeigt ist, sind Funktionen TC0(t) u. TC1(t) für die Wärmezone Z0 des Mundstückteils bzw. die Wärmezone Z des Zylinders definiert. In dem Fall, in dem diese Aufwärmkurve für den Aufwärmvorgang benutzt wird, sind Punkte (Temperaturen in bezug auf die Zeit) auf den Aufwärmkurven TC0(t), TC1(t), ... für jede Periode Δt für die Aufwärmtemperaturregelung, die in 6 gezeigt ist, z. B. vorab in einem Speicher gespeichert. Nach dem Start des Aufwärmvorgangs sollten die Temperaturen, die in dem Speicher gespeichert sind, nacheinander ausgelesen und als Ziel-Temperaturen für die PID-Temperaturregelung benutzt werden.
Im Falle des Aufwärmvorgangs auf der Grundlage der Geraden, wie er in 4 gezeigt ist, können ebenfalls vorab Daten bezüglich der Aufwärmgeraden in dem Speicher gespeichert sein, so dass sie ausgelesen und als Ziel-Temperaturen befohlen werden können.
Das Folgende ist eine Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Regelungs-Temperaturänderungsrate für das Aufwärmen jeder Wärmezone in Übereinstimmung mit der Differenz von der maximalen Aufwärmzeit gewonnen.
8 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des zweiten Ausführungsbeispiels und stellt Temperaturanstiegskurven für Wärmezonen dar, die gewonnen werden, wenn die Ziel-Temperatur für die PID-Temperaturregelung wie in dem herkömmlichen Fall auf 200°C eingestellt wird, wobei die tatsächliche Temperatur für den Start des Aufwärmvorgangs und die voreingestellte Ziel-Temperatur auf 25°C bzw. 200°C liegen. Die Kurve CB ist eine Temperaturanstiegskurve für eine Wärmezone, welche die längste Aufwärmzeit tmax hat. Die Kurve CN ist eine Temperaturanstiegskurve für die Wärmezone Z0 des Mundstückteils, das eine Aufwärmzeit tu0 hat. Die Wärmezone Z0 des Mundstückteils ist als ein Musterbeispiel für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gegeben. Diese zwei Kurven haben die tatsächliche Temperatur für den Start des Aufwärmvorgangs und die voreingestellte Ziel-Temperatur gemeinsam. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in diesem Fall zuerst die Differenz Δtun (in 8 ist nur Δtu0 gezeigt) zwischen der maximalen Aufwärmzeit tmax und der Aufwärmzeit tun jeder Wärmezone gewonnen, und eine Aufwärmregelungszeit tcun wird durch Addieren der Totzeit tdn (in 8 ist nur td0 gezeigt) der Wärmezone zu der Zeitdifferenz Δtun gewonnen: Δtun = tmax – tun (4) tcun = Δtun + tdn (5)
Der Aufwärmtemperatur-Befehlswert für jede Wärmezone Zn ändert sich innerhalb der Aufwärmregelungszeit tcun linear. Die Wärmezone Z0 des Mundstückteils, deren Verhalten in 8 gezeigt ist, ist durch eine Funktion der Zeit gegeben, die durch die Gerade T0c als ihr Temperaturbefehl repräsentiert ist. Für die Aufwärmregelungszeit tcun kann die Totzeit tdn der betrachteten Wärmezone Zn ignoriert werden, so dass die Aufwärmzeitdifferenz Δtun der Aufwärmregelungszeit tcun äquivalent ist.
Bei einer normalen Temperaturregelung ist der Temperatur-Befehlswert für jede der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 eine voreingestellte Ziel-Temperatur, die viel höher als die dann tatsächliche Temperatur für den des Aufwärmvorgangs ist. In diesem Fall ist die Temperaturabweichung für die PID-Temperaturregelung so groß, dass sich die Schalter SW0, SW1, ... SWN-1 beinah stets im EIN-Zustand befinden und die Wärmezonen aufgewärmt werden. In 8 sind die Temperaturanstiegskurven für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 z. B. durch die Kurve CN für die Wärmezone Z0 des Mundstückteils repräsentiert. Wenn die Temperatur-Befehlswerte Werte sind, die längs der Geraden T0c in der zuvor genannten Weise punktiert wären, wäre die Temperaturabweichung jedoch verringert. Daher wird der Schalter SW0 durch die PID-Temperaturregelung ein- oder ausgeschaltet, und die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der Wärmezone Z0 nimmt ab. Folglich erreicht die Wärmezone Z0 im wesentlichen die voreingestellte Ziel-Temperatur, wenn die maximale Aufwärmzeit tmax verstrichen ist.
Für die Wärmezonen, welche die maximale Aufwärmzeit tmax erfordern, die durch die Kurve CB repräsentiert ist, ist die Zeitdifferenz "0", so dass eine Gerade, die der Geraden T0c entspricht, eine vertikale Linie ist, und die voreingestellte Temperatur (200°C) wird unmittelbar nach dem Start des Aufwärmvorgangs befohlen. In diesem Fall ähnelt die Temperaturanstiegskurve wie in dem herkömmlichen Fall der Kurve CB, die in 8 gezeigt ist.
9 zeigt eine Verarbeitung zum Gewinnen der Temperaturänderungsrate Kcn für die Regelung, die gilt, wenn die voreingestellten Temperaturen To0, To1, ... ToN-1 beim Ausführen des zweiten Ausführungsbeispiel für die einzelnen Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 gesetzt werden. Die Regelungs-Temperaturänderungsrate Kcn definiert die Neigung der Geraden, z. B. T0c, die gemäß 8 einen Temperatur-Befehlswert für jede der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 repräsentiert.
Die Prozesse gemäß den Schritten C1 bis C8 ähneln den Prozessen gemäß den Schritten A1 bis A8, die in 5 gezeigt sind. Der Unterschied besteht darin, dass die gewonnene Aufwärmzeit tun in Schritt C4 gespeichert wird, der Schritt A4 entspricht, obwohl dies nicht in Schritt A4 geschieht. Die Prozesse gemäß den anderen Schritten sind identisch.
Nachdem die Temperaturdifferenz ΔTn, die Aufwärmzeit tun und die maximale Aufwärmzeit tmax für jede Wärmezone Zn in den Prozessen gemäß den Schritten C1 bis C8 gewonnen sind, wird der Index n auf "0" gesetzt (Schritt C9), und es wird die Aufwärmzeitdifferenz Δtun durch Ausführen der Berechnung des Ausdrucks (4) aus der Aufwärmzeit tun und der maximalen Aufwärmzeit tmax für die Wärmezone Zn gewonnen, die durch den Index n angegeben ist (Schritt C10). Ferner wird die Berechnung des Ausdrucks (5) ausgeführt, so dass die Aufwärmregelungszeit tcun durch Addieren der Totzeit tdn zu der Aufwärmzeitdifferenz Δtun gewonnen wird (Schritt C11).
Dann wird die Temperaturdifferenz ΔTn für die Wärmezone Zn, die durch den Index n angegeben ist, ausgelesen, und es wird die Regelungs-Temperaturänderungsrate Kcn für die Wärmezone Zn durch Dividieren der Temperaturdifferenz ΔTn durch die Aufwärmregelungszeit tcun gewonnen und in der Tabelle TB gespeichert (Schritt C12). Es wird bestimmt, ob der maximale Wert N-1 für die Anzahl von Wärmezonen durch den Index n erreicht ist oder nicht (Schritt C13). Wenn der maximale Wert nicht erreicht ist, wird der Index n um "1" erhöht (Schritt C14), und die Prozesse gemäß den Schritten C10 bis C14 werden wiederholt ausgeführt, so dass der Index n den maximalen Wert N-1 für die Anzahl von Wärmezonen erreicht wird, woraufhin diese Verarbeitung beendet wird. Demzufolge werden die Regelungs-Temperaturänderungsraten Kc0, Kc1, ... KcN-1 für jede der Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 in der Tabelle TB gespeichert, wie dies in 3 gezeigt ist.
10 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Gewinnen eines Befehlswerts für die Aufwärmtemperaturrege lung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
Die Verarbeitung, die in 10 gezeigt ist, ist im wesentlichen die gleiche wie die Verarbeitung, die in 6 gezeigt ist. Es besteht nur ein kleiner Unterschied bei der Zeitsteuerung zum Setzen voreingestellter Werte als Zielwerte für die PID-Temperaturregelung.
Die Prozesse gemäß den Schritten D1 bis D6 sind mit den Prozessen gemäß den in 6 gezeigten Schritten B1 bis B6 identisch. In diesem Ausführungsbeispiel wird bestimmt, ob die Ziel-Temperatur Tcn, die in Schritt D6 gewonnen ist, nicht niedriger als die voreingestellte Ziel-Temperatur Ton für die betrachtete Wärmezone Zn ist oder nicht (Schritt D7). Wenn sie niedriger als die voreingestellte Ziel-Temperatur Ton ist, wird die Ziel-Temperatur Tcn, die in Schritt D6 gewonnen ist, als der Zielwert für die PID- Temperaturregelung gesetzt (Schritt D8). Wenn sie nicht niedriger als die voreingestellte Ziel-Temperatur Ton ist, wird die voreingestellte Ziel-Temperatur Ton als der Zielwert für die PID-Temperaturregelung gesetzt (Schritt D9).
Dann wird der Index n um "1" erhöht (Schritt D10). Wenn der Index n kleiner als die Anzahl N von Wärmezonen ist (Schritt D11), werden die Prozesse gemäß den Schritten D5 bis D11 wiederholt ausgeführt, und es werden die Zielwerte für die PID-Temperaturregelung für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 individuell gesetzt, woraufhin die Verarbeitung für die gegenwärtige Periode beendet wird.
Wenn erfasst ist, dass die Zeit (Δt × i), die nach dem Start des Aufwärmvorgangs verstrichen ist, nicht kürzer als die maximale Aufwärmzeit tmax (Schritt D3) ist, wird das Kennzeichnungsbit F auf "1" gesetzt (Schritt D12), und die Zielwerte für die PID-Temperaturregelung für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 werden jeweils auf den voreingestellten Wert Ton eingestellt (Schritt D13), woraufhin die Verarbei tung für die gegenwärtige Verarbeitungsperiode beendet wird. Obwohl der Prozess gemäß Schritt D13 nur kurz beschrieben ist, ist er den Prozessen gemäß den Schritten B10 bis B14 gemäß 6 äquivalent.
Da das Kennzeichnungsbit F in der nächsten und den nachfolgenden Perioden auf "1" gesetzt wird, werden die Zielwerte überdies nicht überschrieben, und die PID-Temperaturregelung wird mit den voreingestellten Temperaturen To0, To1, ... ToN-1 ausgeführt, die als Zielwerte für die Wärmezonen Z0, Z1, ... ZN-1 befohlen sind.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Zielwerte (Befehlswerte) für den Aufwärmvorgang ebenfalls längs der Geraden Toc in der Weise geändert, wie dies in 8 gezeigt ist. Alternativ dazu können die Ziel- oder Befehlswerte jedoch längs einer Kurve geändert werden, wie dies im Falle des ersten Ausführungsbeispiels in 7 gezeigt ist.

Claims

Temperaturregelungs-Vorrichtung für eine Spritzgießmaschine, die eine Vielzahl von Wärmezonen (Zn) hat, welche Vorrichtung umfasst: ein Mittel zum Gewinnen und Speichern einer Aufwärmkennlinie (Kan) jeder Wärmezone (Zn), die aus der Zeit, die von dem Aufwärmen von einer ersten Temperatur zu einer zweiten Temperatur mit einer Heizvorrichtung (Hn), die stets im EIN-Zustand gehalten ist, erforderlich ist, und der Differenz zwischen den ersten und zweiten Temperaturen in der Spritzgießmaschine gewonnen wird, wenn die Heizvorrichtung (Hn) für jede Wärmezone (Zn) aufgewärmt ist, ein Mittel zum Gewinnen einer Aufwärmzeit (tun) aus der gespeicherten Aufwärmkennlinie (Kan) jeder Wärmezone (Zn) und der Differenz (ΔTn) zwischen einer voreingestellten Temperatur (Ton) und der tatsächlichen Temperatur (Tsn) jeder Wärmezone (Zn), ein Mittel zum Gewinnen einer Wärmezone, welche die längste Aufwärmzeit (tmax) erfordert, aus der Vielzahl von Wärmezonen und ein Mittel zum Gewinnen einer Temperaturänderungsrate (Kcn) für jede Wärmezone (Zn) auf der Grundlage der Differenz (ΔTn) zwischen der voreingestellten Temperatur (Ton) und der tatsächlichen Temperatur (Tsn) jeder Wärmezone (Zn) und der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone und Regeln des Aufwärmens jeder Wärmezone (Zn) in Übereinstimmung mit der Temperaturänderungsrate (Kcn) für jede Wärmezone (Zn) und der Zeit, die von dem Start des Aufwärmens an verstrichen ist.
Temperaturregelungs-Vorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, wobei die Aufwärmkennlinie auch unter Benutzung des Zeitintervalls (tdn) zwischen dem Start des Aufwärmens und dem Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs gewonnen wird.
Temperaturregelungs-Vorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der Wärmezonen (Zn) derart einer Aufwärmregelung unterzogen wird, dass eine Ziel-Temperatur (Tcn) für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve, die aus der Differenz zwischen der voreingestellten Temperatur (Ton) und der tatsächlichen Temperatur (Tsn) und der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone gewonnen ist, auf die voreingestellte Temperatur (Ton) geändert wird.
Temperaturregelungs-Vorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der Wärmezonen (Zn) derart einer Aufwärmregelung unterzogen wird, dass eine Ziel-Temperatur (Tcn) für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve auf der Grundlage der Differenz (ΔTn) zwischen der Aufwärmzeit (tun) derselben und der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone auf die voreingestellte Temperatur (Ton) geändert wird.
Temperaturregelungs-Vorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der Wärmezonen (Zn) derart einer Aufwärmregelung unterzogen wird, dass eine Ziel-Temperatur (Tcn) für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve auf der Grundlage der Differenz (ΔTn) zwischen der Aufwärmzeit (tun) derselben und der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone und dem Zeitintervall (tdn) zwischen dem Start des Aufwärmens und dem Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs auf die voreingestellte Temperatur (Ton) geändert wird.
Temperaturregelungs-Verfahren für eine Spritzgießmaschine, die eine Vielzahl von Wärmezonen (Zn) hat, welches Verfahren Schritte umfasst zum Gewinnen einer Aufwärmkennlinie (Kan) jeder Wärmezone (Zn), die aus der Zeit, die von dem Aufwärmen von einer ersten Temperatur zu einer zweiten Temperatur mit einer Heizvorrichtung (Hn), die stets im EIN-Zustand gehalten ist, erforderlich ist, und der Differenz zwischen den ersten und zweiten Temperaturen in der Spritzgießmaschine gewonnen wird, wenn die Heizvorrichtung (Hn) für jede Wärmezone (Zn) aufgewärmt ist, Gewinnen einer Aufwärmzeit (tun) aus der gewonnenen Aufwärmkennlinie (Kan) jeder Wärmezone (Zn) und der Differenz (ΔTn) zwischen einer voreingestellten Temperatur (Ton) und der tatsächlichen Temperatur (Tsn) jeder Wärmezone (Zn), Gewinnen einer Wärmezone, welche die längste Aufwärmzeit (tmax) erfordert, aus der Vielzahl von Wärmezonen, für welche die Aufwärmzeiten gewonnen worden sind, Gewinnen einer Temperaturänderungsrate (Kcn) für jede Wärmezone (Zn) auf der Grundlage der Differenz (ΔTn) zwischen der voreingestellten Temperatur (Ton) und der tatsächlichen Temperatur (Tsn) jeder Wärmezone und der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone und Regeln des Aufwärmens jeder Wärmezone (Zn) in Übereinstimmung mit der Temperaturänderungsrate (Kcn) für jede Wärmezone und der Zeit, die von dem Start des Aufwärmens verstrichen ist.
Temperaturregelungs-Verfahren für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 6, wobei die Aufwärmkennlinie (Kan) durch eine Aufwärmkurve repräsentiert ist, die gewonnen wird, wenn ein Aufwärmen der Heizvorrichtung (Hn) durchgeführt wird, die stets im EIN-Zustand gehalten ist.
A Temperaturregelungs-Verfahren für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 6, wobei die Aufwärmkennlinie auch unter Benutzung des Zeitintervalls (tdn) zwischen dem Start des Aufwärmens und dem Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs gewonnen wird.
Temperaturregelungs-Verfahren für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei jede der Wärmezonen (Zn) derart einer Aufwärmregelung unterzogen wird, dass eine Ziel-Temperatur (Tcn) für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve, die aus der Differenz (ΔTn) zwischen der voreingestellten Temperatur (Ton) und der tatsächlichen Temperatur (Tsn) sowie der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone gewonnen wird, auf die voreingestellte Temperatur (Ton) geändert wird.
Temperaturregelungs-Verfahren für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei jede der Wärmezonen (Zn) derart einer Aufwärmregelung unterzogen wird, dass eine Ziel-Temperatur (Tcn) für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve auf der Grundlage der Differenz (Δtun) zwischen der Aufwärmzeit (tun) derselben und der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone auf die voreingestellte Temperatur (Ton) geändert wird.
Temperaturregelungs-Verfahren für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei jede der Wärmezonen (Zn) derart einer Aufwärmregelung unterzogen wird, dass eine Ziel-Temperatur (Tcn) für die Temperaturregelung in Übereinstimmung mit einer Aufwärmgeraden oder Aufwärmkurve auf der Grundlage der Differenz (Δtun) zwischen der Aufwärmzeit (tun) derselben und der Aufwärmzeit (tmax) der gewonnenen Wärmezone sowie dem Zeitintervall (tdn) zwischen dem Start des Aufwärmens und dem Start des tatsächlichen Temperaturanstiegs auf die voreingestellte Temperatur (Ton) geändert wird.